(57)【要約】【課題】光量絞り装置の制御が、ステップＮＤフィルタのように比較的簡単でありながら、光学性能の低下を低減させることが可能となるＮＤフィルタ、ＮＤフィルタを有する絞り装置及び光学機器を提供する。【解決手段】絞り装置に使用した際に光量の制御が比較的簡単で、しかも良好な光学性能が得られるＮＤフィルタを開示する。このＮＤフィルタは、一定の濃度のＮＤ膜を有する第１の領域と、その第１の領域とは濃度の異なる一定の濃度のＮＤ膜を有する第２の領域と、第１の領域と第２の領域の間に設けられた濃度変化領域とを有する。そして、濃度変化領域は、第１の領域の濃度から第２の領域の濃度まで、濃度が連続的に変化するＮＤ膜を有している。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の濃度のＮＤ膜を有する第１の領域と、
該第１の領域とは濃度の異なる一定の濃度のＮＤ膜を有する第２の領域と、
前記第１の領域と第２の領域の間に設けられた濃度変化領域を有し、
該濃度変化領域は、前記第１の領域の濃度から前記第２の領域の濃度まで、濃度が連続的に変化するＮＤ膜を有することを特徴とするＮＤフィルタ。
【請求項２】
前記第１の領域が有するＮＤ膜及び前記第２の領域が有するＮＤ膜は、基板の片側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＮＤフィルタ。
【請求項３】
前記第１の領域が有するＮＤ膜及び前記第２の領域が有するＮＤ膜のうち少なくともどちらか一方は、基板の両側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＮＤフィルタ。
【請求項４】
前記濃度変化領域の幅は、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のＮＤフィルタ。
【請求項５】
開口を形成する絞り部材と、
該開口を通過する光の光量を減衰するためのＮＤフィルタを備え、
該ＮＤフィルタは、
一定の濃度のＮＤ膜を有する第１の領域と、
該第１の領域とは濃度の異なる一定の濃度のＮＤ膜を有する第２の領域と、
前記第１の領域と第２の領域の間に設けられた濃度変化領域を有し、
該濃度変化領域は前記第１の領域の濃度から前記第２の領域の濃度まで、濃度が連続的に変化するＮＤ膜を有することを特徴とする絞り装置。
【請求項６】
前記濃度変化領域の幅は、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の絞り装置。
【請求項７】
前記濃度変化領域の幅は、前記開口内において前記第１の領域と第２の領域の面積が同一となるときに、前記開口内の前記濃度変化領域の面積が、前記開口の面積の２０％以下となるような幅に設定されていることを特徴とする請求項５に記載の絞り装置。
【請求項８】
請求項５から７のいずれか１項に記載の絞り装置を備える光学系と、
該光学系によって形成される像を受光する固体撮像素子を備えることを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＤフィルタ及びそのＮＤフィルタを有する絞り装置及び光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビデオカメラ等の撮像装置においては、光量絞り装置にＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタを用いることによって、明るい被写界でも極端に絞り開口が小さくなるのを防ぎ、ハンチング現象や光の回折現象等の防止を図っている。
【０００３】
ＮＤフィルタを用いた光量絞り装置の具体例として、例えば、特許文献１に示されている多段階に濃度を変化させたステップＮＤフィルタを用いたものが知られている。
また、特許文献２に示されている濃度変化領域が長く無段階に濃度が変化するグラデーションＮＤフィルタを用いたもの等が知られている。
【特許文献１】特開２００２−２７７６１２号公報
【特許文献２】特許第０３６２１９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、光量絞り装置に従来のＮＤフィルタを使用した場合、かなり複雑な制御が必要である。
具体的には、ある時点での光量絞り装置の透過光量の測光値に対して、適正な透過光量との差を計算し、その差分をあらかじめ決められているアルゴリズムに従って、絞りあるいはＮＤフィルタを作動させ、適正な露光量を得られるようになっている。
また、最適な露出あるいは最適な露出補正を得るため、被写体輝度により制御アルゴリズムを変化させたり、機種によってはズームレンズの使用焦点距離やレンズの合焦位置（距離）の情報も制御のパラメータとしている。
このように、その制御においては極めて複雑な制御要素が含まれている。
さらに、ＮＤフィルタの濃度変化で透過光量変化をさせるときは、絞りの開口径が小さい場合が多く、ＮＤフィルタの僅かな濃度の違いが大きな透過光量の違いとなってしまう。
したがって、ＮＤフィルタを使用して光量の制御を行う場合、その作動量に従ってどの位置でも濃度が連続的に変化するグラデーションＮＤフィルタを使用した場合は特に、作動量と透過光量の関係を関係づけることが、きわめて難しくなる。
【０００５】
一方、ステップＮＤフィルタは、その濃度の切り替わり部分の位置、言い換えれば濃度の薄い部分の面積と濃い部分の面積の比だけを注目すれば良いので、従来の単色のＮＤフィルタを使用した場合と似た考え方ができ、制御は比較的簡単となる。
しかしながら、ステップＮＤフィルタにおいて、光を波として考えたとき、通過するフィルタが有するND膜の光学膜厚の差により位相がずれて画質に影響がでることとなる。すなわち、特開２００４−２５３８９２号公報（第２２頁、第２４図参照）に開示されているように、透過波面位相差により画質に影響が出ることとなる。
これは、ステップＮＤフィルタのうち、屈折率が同じ膜を、膜の厚さを変えることによって違う濃度を得るタイプのものでは、膜厚によって濃度の異なる領域を通過した光の位相が、光を弱め合うようにずれて干渉し解像度を悪化させることによる。最も影響が大きくなるのは、異なる濃度の部分の面積が等しくなるときである。この状態で両者の膜厚の差すなわち透過波面位相差を変化させてみると、周期λで軸上光学性能を表すＭＴＦ（ｍｏｄｕｒａｔｉｏｎ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）値が変動する。
【０００６】
両者の位相差がゼロのときから増していくにしたがいＭＴＦは低下し、位相差２λ／４で極値をとり上昇に転じ、４λ／４で極値をとり再び低下、６λ／４で極値をとり上昇に転じ、８λ／４でまた極値をとるというような変化を示す。
また、このステップＮＤフィルタとグラデーションＮＤフィルタとを比較してみると、ステップＮＤフィルタでは、特に濃度差が大きい場合、濃度境界部の濃度変化が不連続なために回折が起こり画質が劣化する。
以上のように、ステップＮＤフィルタには回折と透過波面位相差という問題があり、グラデーションＮＤフィルタに比べ画質が劣る場合がある。
しかしながら、光量絞り装置の制御においては、ステップＮＤフィルタの方がグラデーションＮＤフィルタより容易であり、また、制御プログラムの開発においても短期間で可能である場合が多い。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、光量絞り装置の制御が、ステップＮＤフィルタのように比較的簡単でありながら、光学性能の低下を低減させることが可能となるＮＤフィルタ、ＮＤフィルタを有する絞り装置及び光学機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため、つぎのように構成したＮＤフィルタ、ＮＤフィルタを有する絞り装置及び光学機器を提供するものである。
本発明のＮＤフィルタは、一定の濃度のＮＤ膜を有する第１の領域と、
該第１の領域とは濃度の異なる一定の濃度のＮＤ膜を有する第２の領域と、
前記第１の領域と第２の領域の間に設けられた濃度変化領域を有し、
該濃度変化領域は、前記第１の領域の濃度から前記第２の領域の濃度まで、濃度が連続的に変化するＮＤ膜を有することを特徴とする。
また、本発明のＮＤフィルタは、前記第１の領域が有するＮＤ膜及び前記第２の領域が有するＮＤ膜が、基板の片側に形成されていることを特徴とする。
また、本発明のＮＤフィルタは、前記第１の領域が有するＮＤ膜及び前記第２の領域が有するＮＤ膜のうち少なくともどちらか一方が、基板の両側に形成されていることを特徴とする。
また、本発明のＮＤフィルタは、前記濃度変化領域の幅が、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることを特徴とする。
また、本発明の絞り装置は、
開口を形成する絞り部材と、
該開口を通過する光の光量を減衰するためのＮＤフィルタを備え、
該ＮＤフィルタは、
一定の濃度のＮＤ膜を有する第１の領域と、
該第１の領域とは濃度の異なる一定の濃度のＮＤ膜を有する第２の領域と、
前記第１の領域と第２の領域の間に設けられた濃度変化領域を有し、
該濃度変化領域は前記第１の領域の濃度から前記第２の領域の濃度まで、濃度が連続的に変化するＮＤ膜を有することを特徴とする。
また、本発明の絞り装置は、前記濃度変化領域の幅が、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることを特徴とする。
また、本発明の絞り装置は、前記濃度変化領域の幅が、前記開口内において前記第１の領域と第２の領域の面積が同一となるときに、前記開口内の前記濃度変化領域の面積が、前記開口の面積の２０％以下となるような幅に設定されていることを特徴とする。
また、本発明の光学機器は、上記したいずれかに記載の絞り装置を備える光学系と、
該光学系によって形成される像を受光する固体撮像素子を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光量絞り装置の制御が、従来のステップＮＤフィルタのように比較的簡単であり、しかも光学性能の低下が少ないＮＤフィルタ、ＮＤフィルタを有する絞り装置及び光学機器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例により説明する。
【実施例】
【００１１】
本実施例の光量調整用ＮＤフィルタについて、図１を用いて説明する。
【００１２】
図１（ａ）〜（ｃ）において、１０は透明基材、１１ａ〜１１ｄはそれぞれ多層膜で構成されたＮＤ膜である。
本実施例のＮＤフィルタは、単一濃度（一定濃度）のＮＤ膜を有する領域１と、ＮＤ領域１とは異なる単一濃度のＮＤ膜を有する領域２との間に、濃度が連続的に変化するＮＤ膜を有する濃度変化領域を備えている。
図１（ａ）は、透明基材１０の一方の面だけにＮＤ膜１１ａを形成することで、上記構成を実現した例である。
図１（ｂ）は、透明基材１０の両方の面にＮＤ膜１１ｂ，１１ｃを形成することで、上記構成を実現した例である。
図１（ｃ）は、図１（ａ）の例の変形例であり、領域２と透過率１００％の領域（ＮＤ膜が形成されていない領域）との間に濃度変化領域を形成した例である。なお、図１（ａ）〜（ｃ）においては、ND膜や基材の厚みは実際とは誇張した形状で示されている。
【００１３】
濃度構成に関しては、単一濃度領域が３領域以上と多濃度になっても構わないが、基材や膜の応力の関係から考えて４領域から５領域が限界と考えられる。
各領域の濃度は所望する濃度で良いので、本実施例では領域１で濃度Ｄ＝１．０、膜厚５００ｎｍ、領域２が濃度Ｄ＝０．５、膜厚２５０ｎｍの構造をしているものについて説明をする。
なお、ここで濃度Ｄ＝−ｌｏｇ10（透過率）であり、透過率１０％のときＤ＝１．０、透過率３２％のときＤ＝０．５である。
上述のように領域１の濃度Ｄを１．０、領域２の濃度Ｄを０．５に設定した場合、領域１と領域２との透過波面の位相差はほぼλ／２となっている。
これは、透過波面位相差としては好ましくない関係であるが、濃度としては従来のステップＮＤフィルタとして使われてきた値であり、実用的なステップＮＤフィルタとして求められる濃度の関係となっている。
【００１４】
ＮＤ膜の積層は、蒸着にてＤ＝０．５の単一濃度膜を２回成膜する構造としている。前述したように、図１（ａ）では、透明樹脂基材１０の片面に、このような単一濃度膜を２回重ねて形成した例である。図１（ｂ）は、透明基材１０の片面に単一濃度膜を１回形成し、他面にもう１回形成した例である。図１（ｃ）は、ＮＤフィルタが絞り開口の一部分に挿入される状態が起こる場合の最適な構造である。図１（ｃ）のように、領域２の切断端面も連続的に濃度を変化させることにより、画像劣化を抑えることが可能となる。
【００１５】
このような構成において、異なる２濃度領域の境界部で濃度変化が不連続であると、急激な濃度差による回折が生じる。
さらに両者の面積の比率によっては、透過波面位相差の影響が大きくなり、画質劣化（解像度の低下）の原因となってしまう。
透過波面位相差は、境界部が特に不連続でなくとも、両者の膜厚の関係により発生する。特に２つの濃度領域の関係において、両者の面積の割合が５０％ずつであるときが最も画質劣化が大きくなる。
本実施例では、この２つの濃度領域の間に濃度が連続的に変化する一定の幅の領域を設けることによって、画質劣化を緩和することが可能となる。
例えば、２つの単一濃度領域の面積の割合がそれぞれ４０％である場合に、２０％の面積の割合を持つ濃度変化領域を設けることによって、透過波面位相差に起因した画質劣化を緩和することが可能となる。
【００１６】
このように本実施例のＮＤフィルタによれば、２つの単一濃度領域間の濃度段差が大きくても、回折の影響を低減することができる。
しかも、透過波面位相差が２λ／４や６λ／４のときのように解像度を悪化させる関係にある場合においても、解像度の劣化も緩和することが可能となる。
また、同時に、濃度変化領域の幅を所定の上限を超えない幅とすることにより、従来のステップＮＤフィルタを用いた光量絞り装置の制御と同等の制御が可能となり、制御系の開発の負荷を低減することが可能となる。
また、従来のステップＮＤフィルタ、あるいは本発明によるＮＤフィルタのいずれを搭載した機種を開発する場合においても、光量絞り装置の制御回路は同一でも良いことになる。
したがって、制御回路の開発や製造の省力化を達成することができる。
【００１７】
次に上述した濃度変化領域を備えたＮＤフィルタの製造方法について説明する。本実施では、真空蒸着法によるＮＤフィルタを製造した。
図２は、真空蒸着装置におけるチャンバー内の簡易図である。
図２（ａ）において、１２は成膜を施す基板、１５は蒸着傘、１６は蒸着源、１７はマスクである。なお、図２（ａ）における基板１２は、図２（ｂ）に示すように、基板治具１４に基材１３（透明基材１０）がセットされた状態を示している。
【００１８】
一般的に真空蒸着法においては、図２（ａ）の様にチャンバー内の基板１２は蒸着傘１５に備え付けられ、この蒸着傘１５と共に基板１２を回転させることにより成膜を行う。
本実施例においては、各基板１２の蒸着源１６側に、基板１２から任意の距離だけ離した位置に、図３に示すようなマスク１７を基板１２と平行に設けている。このような構成により、蒸着源１６と基板１２及びマスク１７との幾何学的位置関係から、蒸着する蒸着粒子はマスク１７を通過し、基板１２まで到達できたり、マスク１７に遮られ基板１２まで到達できなかったりする。
これにより、２つの単一濃度領域間で連続的に変化する濃度変化領域の膜厚分布が得られることとなる。
ここで、蒸着時に基板１２とマスク１７とを密着させると、膜の付着した部分と付着していない部分にシャープ（不連続）な境界が得られる。一方、基板１２とマスク１７との間隔が広がるにつれ、境界部がぼけてくる。
【００１９】
図４に、濃度変化領域の幅（濃度変化幅）と、基板１２とマスク１７との空間距離（ＧＡＰ距離）との関係を示す。
この図４によれば、本実施例のように０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の幅で濃度を変化させる場合には、０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下のＧＡＰ距離を設けるのが好ましいことがわかる。
このような手法を用いて、図１に示したような、単一濃度の領域１および領域２の２つの異なる濃度領域の境界部に、濃度を連続的に変化させた濃度変化領域を有するＮＤフィルタを製造した。
以上においては、真空蒸着法により基材上に薄膜を形成した場合を説明したが、本発明のＮＤフィルタは、このような真空蒸着法に限らず、スパッタリング法、あるいはインクジェットプリンティング法、等も適用することができる。
なお、これらの成膜法は一般的に知られているため、ここではその説明を省略する。
【００２０】
次に、本実施例のＮＤフィルタの製造条件について説明する。
まず、各成膜基板上の蒸着源側に図３で示すようなマスクを２つ設置し、真空蒸着法により図５に示す膜構成のうち、第１層から最表層手前までを形成した。基材１３としては厚さ７５μｍのＰＥＴ基材を使用した。
真空蒸着法は、膜厚を比較的に容易に制御でき、かつ可視光の波長域で散乱が非常に小さい膜を成膜できることから選択した。
基材の材質は、耐熱性（ガラス転移点Ｔｇ）が高く、可視光の波長域で透明性が高く、また吸水率が低いＰＥＴを選択した。
基材に関しては、ポリカーボネートやノルボルネン系樹脂を用いても良い。
つぎに、チャンバーから各基板に設けたマスクを取り外し、最表層を光学膜厚ｎ×ｄ（ｎは屈折率、ｄは機械膜厚）でλ／４（λ：５４０ｎｍ）の条件により成膜した。
この最表層の膜の屈折率ｎは可視域の波長域で１．５以下のものを選んだ。具体的にはＭｇＦ2を使用した。
ここで、第１層から最表層まで、図３で示す様なマスクを用い、全層を膜厚変化させ成膜すると、反射防止条件と合致しなくなる。
この結果、反射率の上昇が起きて、画質上の問題として“ゴースト現象”や“フレア現象”が発生してしまう
。このことを考慮し、最表層ではマスクを外し基板全面の膜厚が等しくなる様に成膜した。
【００２１】
つぎに、このようにして製作されたＮＤフィルタを使用した光量絞り装置について説明する。
この光量絞り装置を取り付けた撮影装置の受光素子のサイズは、ビデオカメラの一般的な固体撮像素子サイズである１／２インチである。
絞り開放径は、Φ５ｍｍという条件を想定した。一般的にビデオカメラ等の撮影装置の撮影光学系には、複数枚の絞り羽根で形成する開口径を変化させて光量を調整する光量絞り装置が使用されている。
このような光量絞り装置では、開口径が小さくなり過ぎないようにするため、絞り羽根と絞り開口を通過する光の光量を減衰するためのＮＤフィルタを併用し、図６に示すように構成する。
図６において、４はＮＤフィルタ、５及び６は絞り羽根である。
図６のような絞り羽根５，６とＮＤフィルタ４を用いて光量を制御する場合、たとえば、不図示の絞り羽根駆動用モータ、ＮＤフィルタ駆動用モータの近傍に置かれたホール素子と検出回路により駆動制御する方法が用いられる。
その際、モータ内のロータの回転に応じたそれぞれのホール素子の出力電圧と、絞り羽根、ＮＤフィルタの位置の関係とをあらかじめ把握しておき、ホール素子の出力電圧をモニタしながらモータを駆動し制御する。
【００２２】
ここで、濃度境界部での濃度変化が不連続なステップＮＤフィルタとグラデーションＮＤフィルタを着け換えて、ホール素子の出力電圧が等しくなる位置で光量を比較してみると、ＮＤフィルタの位置によっては０．５Ｅｖ以上の差がある場合があった。
これは前記課題でも述べたように、グラデーションＮＤフィルタの連続的な濃度変化による透過光量の変化とステップＮＤフィルタのそれとはおのずと差が出ることに起因する。
これに対し、濃度境界部での濃度変化が不連続なステップＮＤフィルタと、濃度変化領域が０．２ｍｍから０．３ｍｍの幅である本実施例のＮＤフィルタを比較すると、光量の差は最大で約０．０９ＥＶであり、問題にならない程度であった。
これは濃度変化領域の位置等のばらつきにより透過光量に差が出たとしても、その面積が絞り口径の面積に比して小さいため、問題にならないレベルとなることによる。
【００２３】
この実験で使った制御系は、開放（Ｆナンバー２．０）から約Ｆナンバー３．０までは絞り羽根により開口径を小さくした（図７（ａ））。
一方、約Ｆナンバー３．０から約Ｆナンバー１０（減光した光量をＦ値に換算）までは絞り羽根の動きを固定（したがって絞り羽根は約Ｆナンバー３．０の位置）したままとした。
そして、２つの濃度領域を持つＮＤフィルタを開口内に進入させて減光し（図７（ｂ））、約Ｆナンバー１０では、濃度変化領域が開口内から出て濃度の濃い部分が開口全面に進入した状態（図７（ｃ））とした。
その後は、ＮＤフィルタの動きを停止し、絞り羽根のみを駆動した（このような駆動系については、例えば特開２０００−１０６６４９号公報参照）。
ＮＤフィルタの作動と光量の関係を実験した約Ｆナンバー３．０のポイントでは、絞り羽根による開口面積７．１ｍｍ2、四角形の開口形状の対角線が３．７７ｍｍであった。
【００２４】
このときＮＤフィルタの移動方向は、ほぼ前記対角線の方向である。濃度境界部（濃度変化領域）は、ＮＤフィルタの移動方向に濃度勾配を持ち、移動方向と直交する方向には濃度変化は持たない。
濃度変化領域の開口部の面積に対する比率は、幅０．１ｍｍ時で５．２６％、幅０．２ｍｍ時で１０．４％、幅０．３ｍｍ時には１５．５％となる。
なお、濃度変化領域は開口部に対して移動するため、開口部に占める面積および面積比は変化する。上記濃度変化する領域の開口部の面積に対する比率は、透過波面位相差の影響が最も出やすい、濃度変化領域がほぼ中央にあるときの値である。
【００２５】
連続的に濃度変化する領域の幅が０．１ｍｍ未満であると、濃度境界部の濃度変化が不連続な時と同様に、濃度変化領域が絞り開口の端部近傍にあるとき絞り羽根と高濃度の単一濃度領域との間にできる開口形状が、小絞り時に似たような状態となる。
これにより、回折と透過波面位相差の影響により画像の劣化が大きくなる。これらの影響を無くすためには、最低０．１ｍｍの濃度変化領域が必要であった。
また、透過波面位相差と回折の影響の起こらない０．４ｍｍの濃度変化領域を設けると、グラデーションＮＤフィルタに近い構成となるため、上記と同一の実験条件では露光量誤差が大きくなった。
【００２６】
ここで、同一の条件下での適正開口面積と実際の開口面積の誤差による光量絞り装置の透過光量の差（露光量誤差ＥＶ）は、以下の式で表される。
Ｌｏｇ（Ｓ２／Ｓ１）／Ｌｏｇ２＝露光量誤差ＥＶ
Ｓ２＝実際の絞り面積
Ｓ１＝適正（目標）絞り面積。
この式は、絞り面積が倍あるいは半分になったとき、透過光量（露光量）は１ＥＶ変化することを表している。
【００２７】
通常、ＣＣＤ等の固体撮像素子を使用したビデオカメラやデジタルスチルカメラ等においては、適正絞りに対して許容される誤差は最大±０．１５ＥＶ、望ましくは±０．１ＥＶ以内と言われている。
そこで±０．１５ＥＶを上記式に代入すると、
Ｌｏｇ（Ｓ２／Ｓ１）／Ｌｏｇ２＝±０．１５ＥＶ
Ｓ２／Ｓ１＝１．１１，０．９０
となる。
すなわち、適正絞り位置に対して絞り開口が大きい方へは１１％、小さい方へは１０％まで実開口面積が変化しても良いこととなる。
これは、例えば通常の絞り羽根が絞りを構成するときのように、透過率０％の部分と１００％の部分のみで絞りを構成しているときの許容露光量誤差である。
この境界上に濃度が連続的に変化する領域を設けたとすると、その領域が存在することによる透過光量（露光量）の変化を＋１１％から−１０％の間に収めるために、濃度が連続的に変化する領域の面積の許容される上限は、つぎのようになる。
すなわち、濃度が連続的に変化する領域の面積の許容される上限は、露光量の１１％までの増加を許容することを考慮すると２２％である。
しかし露光量の１０％までの減少を許容することを考慮すると２０％までということになる。
【００２８】
実際には、絞りを構成するのにＮＤフィルタを用いているので、完全に遮光しないが、前記のように通常の光量絞り装置に使用され、同じく前記のような課題を有するＮＤフィルタは透過率１０％から３０％程度の高濃度のものである。
したがって、ほぼこの式に近い結果を示す。また、濃度の薄いＮＤフィルタは回析などの問題を起こしにくいため本発明を適用する必要はない。
さらに言えば、濃度が連続的に変化する領域の中間点が絞り開口の中心位置に来るように設定すれば、理論的には露光誤差は０にできる。
しかし、連続的に変化する領域の製造方法を考えると技術的に難しく、また光量制御方法が難しくなるのを防ぐため、最悪の場合を考えると濃度が連続的に変化する範囲は前記の幅に制限する事が望ましい。
【００２９】
つまり、露光量に影響する割合が最大となる、絞り口径内で隣り合う単一濃度領域の面積が略同一となるとき、濃度が連続的に変化する領域（濃度変化領域）の面積を、その時の絞り開口面積の少なくとも２０％以内とすれば良い。
すなわち、開口内の濃度変化領域の面積がその開口面積の２０％以内となるように、濃度変化領域の幅を設定すれば、露光量誤差は±０．１５ＥＶ以内となる。したがって、従来タイプのステップＮＤフィルタを備えた光量絞り装置の制御回路と同一制御回路で制御できることになる。
因に、本実施例のＮＤフィルタを用いた光量絞り装置では露光量誤差が０．０９ＥＶであるのに対し、ＮＤフィルタなしでの計算上の開口面積の許容誤差は６．４４％となる。
本実施例のＮＤフィルタの濃度が連続的に変化する領域の許容最大面積は、開口面積に対して上記値の約２倍の１２．９％となり（許容最大幅は約０．２５ｍｍとなり）本計算結果と略一致する。
したがって、露光量誤差が０．１５ＥＶまで許容される場合は、濃度が連続的に変化する領域の許容最大面積は開口面積に対して２０％となり、濃度が連続的に変化する領域の幅を約０．４ｍｍまで広げてもよい。
したがって、濃度境界部に濃度変化を持たせた領域の幅の許容範囲は、０．１ｍｍ以上となり、濃度変化領域の許容上限面積は、隣り合う濃度領域の絞り開口内の面積が略同一となるときの絞り開口面積の２０％となる。濃度変化領域の面積は、さらに好ましくは、同絞り開口面積の１５％以内である事が望ましい。
なお、本実施例では２つの濃度を持つＮＤフィルタで説明したが、３つ以上の濃度を持つ場合でも同様である。
【００３０】
次に本発明のＮＤフィルタを備える光量絞り装置を光学機器（ビデオカメラ）に適用した実施例について図８を用いて説明する。
図８において、１はレンズユニット１Ａ〜１Ｄを有する撮影光学系である。２はＣＣＤ等の固体撮像素子であり、撮影光学系１によって形成される像を受光し、電気信号に変換する。３は光学ローパスフィルタである。撮影光学系１は、図６に示したＮＤフィルタ４、絞り羽根５，６で構成される光量絞り装置を有している。
【００３１】
以上の実施例の構成によれば、解像度を向上させることができるＮＤフィルタを提供することができる。
また、これを使用した光量絞り装置を、固体撮像素子と撮影光学系を有する光学機器に使用することにより、制御回路の開発や製造の省力化が達成できる。
すなわち、同一シリーズで機種により従来タイプのステップＮＤフィルタを搭載する機種と、本発明によるＮＤフィルタを搭載した機種の両方を開発する場合においても、光量絞り装置の制御回路は同一でも良いことになる。
これにより制御回路の開発や製造の省力化が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例１における透明基板と単一濃度領域を持つＮＤフィルタ領域１およびＮＤフィルタ領域２における２濃度の領域の領域境界部に、濃度を連続的に変化させた濃度変化領域を形成した光量絞り用ＮＤフィルタの構成例を示す図。
【図２】本発明の実施の形態を説明する真空蒸着機におけるチャンバー内の構成を示す簡易図。
【図３】本発明の実施の形態における濃度変化領域を作製する際の原理基板とマスクの配置を説明するための図。
【図４】本発明の実施の形態を説明するための濃度変化幅とＧＡＰ量の関係を表わしたグラフ。
【図５】本発明の実施例におけるＮＤ膜フィルタの構成例を示す断面図。
【図６】絞り装置の構成図である。羽根図。
【図７】本発明の実施例における絞り装置におけるＮＤフィルタの動作を説明するための図。
【図８】光学機器の実施例の要部概略図である。
【符号の説明】
【００３３】
１：撮影光学系
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ：レンズユニット
２：固体撮像素子
３：光学ローパスフィルタ
４：ＮＤフィルタ
５：絞り羽根
６：絞り羽根
１０：透明基材
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ：ＮＤ膜
１２：基板
１３：基材
１４：基板治具
１５：蒸着傘
１６：蒸着源
１７：マスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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